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融江麻石船闸改扩建工程枢纽整体通航水流条件数值模拟研究
| 论文题名： | 融江麻石船闸改扩建工程枢纽整体通航水流条件数值模拟研究 |
| 关键词： | 船闸布置;引航道;通航水流条件;数值模拟 |
| 摘要： | 引航道分隔于枢纽的上下游，是船舶（队）通过枢纽过程中供其调整、停泊等待、安全通航的综合性过渡航道段。通常，上游引航道位于库区，除大坝泄洪外水库调度运行时，引航道口门区流速不大，水流条件较好;而下游引航道受水库调度及电站尾水下泄的非恒定流影响，口门区附近容易形成斜流和大范围回流区，给船舶进出引航道航行带来困难。同时航道的内外动静水体交换，引起停泊段水面产生较大波动，不利于船舶安全停泊。因此，探究引航道通航水流特性对保障船舶（队）航行安全和提高通航效率具有重要意义。 本文结合西江黄金水道升级建设项目“融江麻石船闸改扩建工程枢纽整体通航水流条件数值模拟研究”，对麻石枢纽新船闸的总体布置，上下游引航道口门区、停泊段等采用二维水流数学模型，采用密排三角形网格模拟方法，对通航水流条件进行模拟研究。笔者主要通过三部分编写论文: 首先用建立的数学模型计算上下游选定断面流速，通过断面实测流速资料检验该模型的正确性。结果显示除极个别点有所偏差外，大部分测点流速吻合良好，均在误差范围内，证明所建模型能够完成该项目计算; 其次在原设计布置方案基础上，计算、分析枢纽上下游引航道在各工况下的通航水流条件，计算结果显示，高水位134m水位运行时，上游引航道停泊段最大纵向流速为0.76m/s，不满足规范要求的0.5m/s指标;死水位130m运行时停泊段最大纵向流速为0.99m/s，不满足通航安全要求，横向流速最大值为0.17m/s，略超0.15m/s通航要求。下游下泄仅为发电机组引用流量时，停泊段最大纵向流速为0.74m/s，略超过了0.5m/s的通航安全要求;下泄洪水流量Q≥11200m3/s时，口门区最大横纵流速均不满足要求。 最后针对原设计方案存在的问题，提出的优化方案将上游引航道宽度由50m增大到55m，地板高程降低至123.7m并设置为复式断面。计算表明除死水位130m运行时，停泊段纵向最大纵向流速为0.76m/s，大于0.5m/s通航安全指标，其他工况下均满足通航安全要求，并建议采取延长船闸阀门开启时间的方式加以解决。下游引航道同样将宽度由50m增至55m，规划航线向右岸侧偏移，延长隔流堤长度、增加隔流墩和改变隔流墩轴向角等方法，使各项指标均基本满足通航要求。 由于时间仓促，本次研究没有针对隔流墩长度、角度等对口门区水流条件进行细化的分析研究，建议在下阶段进行深入研究，以获得最佳工程布置。 |
| 作者： | 李辉 |
| 专业： | 水利工程 |
| 导师： | 陈明栋;白昭鹏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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